专利名称：用在发动机上的点火线圈和具有塑料缸盖罩的发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用在发动机上的单体线圈型点火线圈和具有塑料缸盖罩的发动机，所述点火线圈是分开地用于发动机的各点火线圈并通过直接将它们连接于所述的各点火线圈的方式使用，而所述的缸盖罩与这些点火线圈在技术上相关联。
背景技术：
近来已开发出一种用在发动机上的单点火线圈型的点火线圈，这样一种点火线圈是分开和直接地连接于各被引入发动机火花塞孔中的点火线圈。在这种点火线圈中，分配器成为不必要，其结果是因不用这样的分配器而没有用于分配器的高电压的电线，供给点火线圈的能量就不会减少。此外，由于无需考虑点火能量的减少，就可较容易设计该点火线圈。因此，可使线圈能量较小因而可设计较小尺寸结构的点火线圈，并且由于不用分配器，可以使发动机室内部的零件安装空间布置得更合理化。
在上述的单点火型的点火线圈中，若是通过将点火线圈的至少一部分引入一火花塞孔中，就把这种线圈称为火花塞孔线圈。另外，若是将线圈部分插入该火花塞孔中，将这种点火线圈称为铅笔型线圈，其长宽如同铅笔形状。这种铅笔型点火线圈有一中央芯部(一个用多个硅钢片层压成的磁芯)以及在一长而狭小的圆柱形线圈盒内部的主线圈和副线圈。主线圈和副线圈各绕在线圈架上并同轴线地布置在中央磁芯的周围。在容纳主线圈和副线圈的线圈盒中，通过注入绝缘树脂并使之硬化以及充满绝缘油而保证点火线圈的绝缘性能。作为已有技术有，例如公开号为96-255719的日本专利、公开号为97-7860的日本专利、公开号为96-97,057的日本专利、公开号为96-144910的日本专利以及公开号为96-203757的日本专利。另外在该铅笔型点火线圈中，应考虑为限制通过线圈外周的漏磁通要在线圈的外周设置一侧芯。
在铅笔型点火线圈中具有两种型式其一种型式是主线圈布置在内侧上而副线圈布置在外侧上，另一种是副线圈布置在内侧上而主线圈布置在外侧上。后一种型式(结构是副线圈布置在主线圈内)与前一种型式(结构是副线圈布置在主线圈外)相比较在输出特性方面具有突出优点。
即如果在铅笔型点火线圈中注入绝缘树脂(例如环氧树脂)并使之硬化成一线圈结构件，如图7所示，在副线圈布置在主线圈外的结构中，主线圈、环氧树脂、副绕线筒、副线圈、环氧树脂、线圈盒和侧线圈是从内部依次向外地设置。在这种结构中，静电漂移电容产生于副线圈和布置在副线圈内侧的主线圈之间并具有低电压(这被认为基本是接地电压)，另一个静电漂移电容产生于副线圈和侧芯之间(一接地电压)。因此，与副线圈布置在主线圈内的结构相比较，侧芯的静电漂移电容伴随过多，因此副线圈布置在主线圈外的结构中的静电漂移电容便变大。另一方面，在副线圈布置在主线圈内的结构中，静电漂移电容产生于副线圈和主线圈之间以及主线圈和侧芯主线圈之间，并且侧芯具有接地电压，而静电漂移电容基本上不产生。
次级电压输出和次级电压升高速度受到静电漂移电容的影响，并且静电漂移电压变得越大，则输出越减小从而升高延迟产生。其结果是，副线圈布置在主线圈内的并具有小静电漂移电容的结构被认为适合于小尺寸结构和高输出性能。
如果是副线圈布置在主线圈内的结构，在副绕线筒和中央芯部之间的结构中，如何使抗热冲击性能和减小电场集中相协调是一个重要问题。
上述副绕线筒具有对由中央芯部产生在副线圈上的高电压进行绝缘的作用。当在副绕线筒和中央芯部之间具有间隙的情况时，电场强度差(间隙部分的电场强度变得相当大，电场集中)便产生，在副线圈和中央芯部之间的间隙部分便产生绝缘击穿。为了防止这种绝缘击穿，就必需在副绕线筒和中央芯部之间充填绝缘件而使电场集中减小。
然而，当在副绕线筒和中央芯部之间充满树脂的情况时，按照中央芯部的线性热膨胀系数(13×10-6mm/℃)与树脂的线性热膨胀系数之差，就必然会在树脂中产生裂纹从而产生绝缘击穿。由于这样一种阻止裂纹产生的防范措施，可以相信由于掺和硅充填剂等，树脂的线性热膨胀系数可达到中央芯部的线性热膨胀系数。然而，在上述情况中，注塑树脂的流动性变差，尤其存在一个问题即难于将树脂注入中央芯部和副绕线筒之间的间隙(约0.1毫米量级)，该间隙是一个微小的间隙。
然而本发明的发明人构想出一种方法将一种具有低于标准温度(20℃)时的玻璃相变点和高于标准温度时的杨氏模量1×108(帕)的柔性环氧树脂充满副绕线筒和中央芯部之间。(例如，第95-326800号日本专利申请，第96-249733号日本专利申请)。这里将柔性的环氧树脂定义为一种在标准温度时具有柔软状态的软性环氧树脂。这样一种软性环氧树脂是在，例如，一种完全没有空隙的状态(一种真空注入型式)下注塑成。
由于软性的环氧树脂具有弹性，它具有优良的抗热冲击性能(热冲击吸收，减小热冲击)以消除反复的热应力。由于采用上述的软性环氧树脂，可减小对中央芯部和对副绕线筒的热冲击，并且由于采用具有优良附着性能的材料，这种材料就可防止在中央芯部和副绕线筒之间产生间隙，但另一方面由于其绝缘性能比线圈架材料差，就希望使它尽可能薄以确保副绕线筒的厚度，进而保证副线圈和中央芯部之间的绝缘性能。
本发明的目的是(1)本发明的一个目的是采用布置在主线圈结构内的上述副线圈并将它引入火花塞孔中的单点火型点火线圈(例如一种火花塞孔线圈)，它可以提高抗热冲击性能和进一步减小在副线圈和中央线圈之间的电场集中(一种绝缘性能)并且在制造中可以提高质量(可靠性)和生产率。
(2)本发明的另一目的是即使在具有塑料缸盖罩的发动机上也可无任何阻碍地采用单点火型的点火线圈从而实现轻重量结构的发动机。
本发明揭示第一发明(有关权利要求1的发明)是在用于发动机上的单点火型点火线圈中，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，该用在发动机上的点火线圈的特点是在所述副绕线筒和所述中央芯部之间充满绝缘树脂，而所述副绕线筒的厚度是以这样方式以倾斜形状变化，即使所述副绕线筒的内径在所述绝缘树脂注入侧较大而朝与所述注入侧的相对侧变小。
必需使充满副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂尽可能地薄，例如采用上述的软性环氧树脂以保证副绕线筒厚度(保证绝缘性能)。这样一种副绕线筒厚度希望确保在最小值0.1毫米以保证消除中央芯部和副绕线筒的热膨胀差(减小热冲击)以及保证消除在线圈架材料大批量生产中的尺寸离散并保证真空注入的顺畅性。
为了满足上述要求，在副绕线筒和中央芯部之间所形成的间隙要变成具有十分之一毫米大小(0.1毫米数量级)的很窄间隙用于注入绝缘树脂并使之硬化。按照本发明，对于副绕线筒的内径部分来说，用于具有内径差的倾斜即注入侧大而朝相对侧变小，在副绕线筒和中央芯部之间所形成的间隙中，绝缘树脂注入侧大而朝相对侧逐渐变小，因此加宽树脂注入宽度从而可以改善树脂注入的顺畅性。另外，即使树脂注入宽度增大，中央芯部和副绕线筒之间的间隙逐渐变窄，但仍可最大限度保持绝缘树脂的薄层结构。
第二发明(有关权利要求2的发明)是除了上述第一发明外在于所述副绕线筒侧，副线圈低压侧是所述绝缘树脂的注入侧，所述副绕线筒以这样方式形成具有所述副绕线筒的内径差的倾斜其中所述副绕线筒的内径在所述副线圈低压侧大而朝副线圈高压侧变小，以及所述副绕线筒形成这样一种线圈架结构，即所述副绕线筒的厚度在所述副线圈低压侧小而朝副线圈高压侧变厚。
采用这样的结构，除了按上述第一发明操作(适应绝缘树脂的流动性改善和薄层结构)外，要进行下面的操作。
点火线圈的线圈部分(由线圈盒、容纳在线圈盒中的线圈以及芯等组成的部分)直接连接于气缸盖的火花塞并接受发动机燃烧的热量。在外部温度40℃、上坡坡度10％时第二速度55公里/小时的恶劣工况下，在线圈盒在它直接连接于点火线圈的接近发动机的部分的外表面温度达到140℃，在略偏离火花塞的副线圈高压侧的附近外表面温度达到130℃，在设置在气缸盖外侧的副线圈低压侧的外表面温度达到110℃而离开副线圈高压侧的距离是在80-105毫米范围内，在设置在上述高压侧附近的点火线圈盒的外表面温度达到100℃。
因此，在副绕线筒中完全可以预料到副线圈高压侧呈现比副线圈低压侧高的温度，因而绝缘性能下降，并且热应力变大。然而，按照本发明，在副线圈低压侧的副绕线筒厚度薄而副绕线筒厚度朝副线圈高压侧变厚，由于该厚度增大部分提高了在副线圈高压侧的绝缘性能和抗热应力性能，因而可以克服由于发动机燃烧所产生的上述热影响。
第三发明(有关权利要求3的发明)是在于用在类似于第一和第二发明的发动机上的具有副线圈布置在主线圈内结构的单点火型点火线圈，作为一种用于注入在所述副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂，所述绝缘树脂是一种具有满足所述副绕线筒允许应力＞从-40℃到所述绝缘树脂的玻璃相变点所产生的应力这样条件的玻璃相变点Tg的绝缘树脂。上述Tg的条件成立的理由如下所述。
上述绝缘树脂(这里绝缘树脂是一种充满在副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂)形成薄层结构和减小中央芯部和副绕线筒间的线性热膨胀系数差所产生的热冲击(一种根据发动机室温度变化的热膨胀、收缩差；一种热应力)，由于使树脂软化它可以成功解决获得弹性(柔性)的问题。
为了软化上述绝缘树脂，树脂在注塑(热硬化)后的玻璃相变点Tg和杨氏模量是重要的因素。换言之，Tg作为材料的软化点是一个标准，而高于Tg则树脂被软化，并且在软化状态时的杨氏模量越小则可实现越大的弹性(柔性)。
因此，在上述铅笔型点火线圈的情形时，由于线圈是安装在具有恶劣的温度环境(一般该温度为-40℃至130℃)的发动机室上，为获得抗热冲击性能，就希望上述绝缘树脂具有在低温的Tg，而在发动机使用环境的温度范围内具有尽可能软的状态。然而，不必要将Tg降低到低于-40℃(换言之，不必要在低于-40℃前软化绝缘树脂)。下面将参照图8说明其理由。
图8(a)是一特性图，显示在发动机室温度时副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂的性能变化，其中副线圈布置在主线圈内结构的单点火型点火线圈的温度范围是-40℃至130℃，这个特性已为本发明的发明人清楚地研究出。图8(b)是补偿上述变化特性的说明图。
图8(b)显示具有副线圈布置在主线圈内的结构的副绕线筒伴随环境温度下降而收缩到中央芯部侧的一种状态，然后在副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂呈现软化状态(高于玻璃相变点Tg)，由于在温度下降过程中收缩(朝中央芯部侧变形)被上述绝缘树脂所接受，就可使副绕线筒的应力(热应力)基本不产生。
发动机停止而温度持续下降，例如在寒冷地区，铅笔型点火线圈的上述绝缘树脂就下降到低于Tg，绝缘树脂转变到玻璃状态而阻碍副绕线筒的收缩，应力(热应力)发生在副绕线筒上。这个应力σ因杨氏模量E与应变ε的关系表示如下σ＝E×ε＝E×α×Tα是副绕线筒的线性热膨胀系数，而T是温度变化(温度差)。例如，在图8(a)中所示的温度变化(-40℃至130℃)时，当在副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂的玻璃相变点Tg设定在130℃的情况时，由于副绕线筒的应力发生在130℃至-40℃的范围，就出现最大应力σmax。在Tg设定在Tg1(Tg1＜130℃)情况时，应力σ1发生在Tg1至-40℃范围(温度差T1)内(在从130℃至Tg1的范围，由于副绕线筒的收缩未被阻碍，它根本不出现任何应力)。类似地在Tg设定在Tg1情况(Tg1＞Tg1)情况时，应力σ2发生在Tg1至-40℃的范围内(温度差T2)(在在从130℃至Tg1的范围，由于副绕线筒的收缩未被阻碍，它根本不出现任何应力)。
例如，在允许应力σ0为σ1＜σ0＜σ2的情况时，当在副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂的Tg小于Tg1(-40。C＜Tg＜Tg1)时，副绕线筒所产生的应力σ小于允许应力σ0，就可阻止副绕线筒损坏的发生。在这种情况时，即在从-40℃至Tg1的范围内，即使在副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂被硬化因而不进行减小热冲击，由于该温度范围窄，热冲击仍减弱而可以保持副绕线筒和中央芯部完好无损。这里在图8(a)中，上述Tg1是在-25。C的位置上，这是一个绝缘树脂是一种被指定材料的例子，然而并不限于这样的例子。
如上所述，作为影响绝缘树脂的抗热冲击性能的软化边界点的所述玻璃相变点与发生在副绕线筒上的应力有关，它是满足副绕线筒的允许应力σ0＞在从-40℃至绝缘树脂的玻璃相变点时副绕线筒所产生的应力σ的条件的Tg，就可获得抗热冲击性能和副绕线筒和中央芯部的完好无损之间的协调性。这里在前述的第95-326800号和第96-249733号日本专利申请中说明弹性的环氧树脂(在副绕线筒和中央芯部之间的绝缘树脂)是处于低于室温环境，然而并未研究与副绕线筒的关系。
另外，关于上述第三发明，在上述的副绕线筒中，它提出存在一种热塑树脂，它在标准温度(20℃)至150℃的范围进行注塑过程中在其流动方向和横向方向上的热膨胀系数为10-45×10-6，而这种绝缘树脂是一种软性环氧树脂，它在高于玻璃相变点时的弹性杨氏模量为1×108帕(对应于权利要求8)。
第四发明(对应于权利要求4)的特点是满足第三发明中的玻璃相变点Tg条件的绝缘树脂(绝缘软性树脂)在上述副绕线筒和中央芯部之间进行压注。
采用上述方法，在树脂中所含的空隙容积被压缩到1/200，并且更好地实现无空隙性能，如上所述，在要求薄层结构具有十分之一毫米大小的绝缘树脂(例如软性环氧树脂)中，这种无空隙性能可有效地保证绝缘性能。
另外，在副绕线筒中，中央芯部和磁铁是朝轴线方向插入内部，上述软性环氧树脂覆盖这些零件，通过压注使中央芯部和磁铁在轴向上的固定力增大，从而提高抗振性能。
绝缘树脂的压注例如按如下所述实现。即在真空注入上述树脂后，在大气状况下树脂是热塑树脂，它在大气中被加热和硬化。上述压注实现了真空变化到大气状况的不同压力(对应于权利要求6)。
第五发明(有关权利要求5的发明)是用在发动机上的具有副线圈布置在主线圈内的结构的单点火型点火线圈，其中在线圈盒上部具有一接线器的电路盒是安装在点火线圈的点火单元内，绝缘树脂充满副绕线筒和中央芯部之间，在所述副绕线筒的上端开孔处绝缘树脂被压注而在副绕线筒的所述上端开孔上形成凹部，在具有所述接线器的电路盒中，所述电路盒的底部与所述线圈盒的上部连通，在从具有所述接线器的电路盒内部到所述线圈盒的副线圈和主线圈架之间以及在从所述主线圈到所述线圈盒之间充满注塑树脂并使之延伸溢出，在所述绝缘树脂上形成的所述凹部被所述的环氧树脂掩盖。
上面已经具体说明在具有副线圈布置在主线圈内的结构型式单点火型的点火线圈中根据压注于副绕线筒和中央芯部之间充满绝缘树脂(例如软性树脂)的优点。
在容纳中央芯部的副绕线筒中，如果上述绝缘树脂通过与其他元件(主线圈架、线圈盒、在线圈盒之上的电路盒等)分开被充满并进行压注例如在树脂真空注入时，利用其后跟大气连通后真空与大气压之差实现加压成形的情况，则一个陶瓷研钵形状的凹部(半球形形状的凹部)留在位于副绕线筒的上端开孔面上的绝缘树脂表面上。由于提供了这个绝缘树脂的凹部，集中的压力作用于中央芯部的轴向上，就可有效地限制在由层压铁片构成的中央芯部中所产生的磁铁振动，从而可更加提高抗振性能。尤其，如果这种绝缘树脂是软性材料，与硬材料树脂相比，对中央芯部的限制力被减弱，为补偿上述情况，有效的是在上述副绕线筒的上端开孔位置设立上述的凹部。
然而，留有上述的凹部，当点火电路盒布置在线圈盒上部(线圈部分的上部)时，由于在中央芯部和电路盒的金属底部之间留有间隙，就会产生下面的不便。
即中央芯部的周围部分被绝缘，另外中央芯部接受电场的影响，如图9中所示，可设想到中央芯部具有在副线圈的最低电压侧和最高电压侧之间的一个中间电势。例如，如果副线圈所产生的电压约为30KV，则中央芯部具有15KV的中间电势。另一方面，由于位于中央芯部的上部处的金属底部接地，当在中央芯部和金属底部之间存在间隙时，就产生电场集中并进而产生绝缘损坏。
按照本发明，由于压注绝缘树脂所产生的凹部(间隙)被环氧树脂(这些环氧树脂是延伸充满在电路盒到副线圈、主线圈架和主线圈、线圈盒上)，环氧树脂是在绝缘树脂注入后充满，这可以大大地减小上述的电场集中，从而可以保证在中央芯部和金属底部之间的绝缘。
另外，环氧树脂掩盖上述凹部的注入工作是与环氧树脂的注入和硬化工作一起进行的，其中具有接线器的电路盒的底部与上述线圈盒的上部连通，并在从具有接线器的电路盒的内部到线圈盒的副线圈和主线圈架之间和在主线圈到线圈盒之间延伸，就可实现理想的工作性能。
另外，与上述第五发明相关，下面将提出以下若干情况。
即第六发明(有关权利要求9的有关发明)是用在发动机上具有类似于上述副线圈布置在主线圈内的结构的单点火型点火线圈，其中所述的点火线圈直接连接于发动机的各火花塞，绝缘树脂充满所示副绕线筒和所述中央芯部之间，在副绕线筒的上端开孔处进行压注，在所述副绕线筒的上端开孔处形成半球形的凹部，在具有所述接线器的电路盒中，所述电路盒的底部与所述线圈盒的上部连通，在从具有所述接线器的电路盒的内部到所述线圈盒的副线圈和主线圈架之间和所述主线圈到所述线圈盒之间充满环氧树脂并使之延伸，而在所述绝缘树脂上形成的半球形凹部被注塑树脂所掩盖。
采用上述结构，除了可预期得到第五发明的工作情况和效果外，由于在位于副线圈的上端开孔位置的绝缘树脂的上表面上形成的凹部呈半球形，由于在绝缘树脂所掩盖的间隙(凹部)上不存在角落，即使注塑树脂注入该凹部，就很难留下空隙，因此可以保持在绝缘树脂和以上述方式注入的注塑树脂之间的凹部边界表面上具有良好附着性能。
第七发明(与权利要求12有关的发明)是提出下述与上述点火线圈有关的具有塑料气缸盖罩的发动机。
即具有塑料气缸盖罩的发动机其特点是发动机的气缸盖罩设一塑料气缸盖罩；安装在所述气缸盖上的各火花塞直接与分开的用于各火花塞的单点火型点火线圈相连接，所述单点火型点火线圈包括一线圈部分，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是同轴线地安装在薄窄的圆柱形线圈盒内；以及具有接线器的电路盒，接线器设在所述线圈盒的上部和内部具有点火电路装置，所述的线圈部分穿出所述塑料气缸盖罩而所述的点火线圈的重心处于离开塑料气缸盖罩的较低位置上，具有所述接线器的电路盒固定在塑料气缸盖罩的外表面上。
另外，无论副线圈布置在主线圈内的结构型式和副线圈布置在主线圈外的结构型式都可采用本发明。
为了使发动机具有轻重量结构，显然需要采用塑料结构的气缸盖罩覆盖发动机的气缸盖，为了实现这个目的已经开发了这样结构的气缸盖罩。有关这样一种需要，如果单点火型点火线圈是安装在塑料气缸盖罩上，则必需改善下面若干方面。
例如，在单点火型点火线圈中，实际使用的点火线圈是如
图10所示那样的点火线圈。这种型式的点火线圈在线圈主体的顶部具有线圈部分150，该线圈主体由线圈部分150(主线圈153和副线圈155绕在一闭合磁路芯159上)和用于组合火花塞的橡胶罩组成，这个线圈部分150借助螺钉件27安装在发动机的气缸盖罩160上。
用于将高电压电能供给副线圈155的导电杆(铝杆)、连接于导电杆的螺旋弹簧件157和用于覆盖这些零件的橡胶罩安装在用于安装火花塞22的火花塞孔161内部。火花塞22的顶部侧装配在橡胶罩157的下端上，以及火花塞22通过弹簧158和导电杆156与副线圈155的高压侧连接。标号100表示发动机的气缸盖，151表示线圈盒，151a表示接线器，152表示主绕线筒而154表示副绕线筒。
如果上述型式的单点火型点火线圈安装在塑料的发动机气缸盖罩上，由于线圈部分是位于气缸盖罩之上，并且重心是处于气缸盖罩之上(重心较高)，线圈部分便与发动机振动一起振动并作摆动。这样塑料气缸盖罩要制作得有足够强度而增大刚度，气缸盖罩本身未被保护以及线圈部分的振动未被限制，因此不可能获得轻重量结构的气缸盖罩(轻重量结构的发动机)。
本发明的发明人已找出下面的一些必需手段，其中根据上述事实塑料气缸盖罩的重量可减轻，为了安装单点火线圈使点火型点火线圈的重心降低并通过支承在点火线圈主体轴向的至少两点上进而减小摆动。
根据上述知识，本发明按以下结构组成发动机的气缸盖罩用塑料材料制成，如果这样的气缸盖罩被安装在单点火型点火线圈上，点火线圈的重心是位于发动机气缸盖罩的下面位置上，并且具有在铅笔型点火线圈内的接线器的较轻重量的电路盒固定(例如螺钉固定)在塑料气缸盖罩的外表面上，并且在此固定部分和火花塞孔的组合位置上可以获得轴向的两点支承机构。因此，整个点火线圈的振动变小，并可限制由塑料气缸盖罩给予的点火线圈的振动，就可获得轻重量机构(薄厚度结构)和结构简化的塑料气缸盖罩，并可实现单点火型点火线圈的安装。
附图简要说明图1是本发明第一实施例的点火线圈的纵剖视图(图3的B-B剖视图)和点火线圈E部分的放大剖视图。
图2是图1的沿A-A线的剖视图。
图3是从图1的点火线圈的上表面所取的视图，该视图用于表示在树脂注入线圈盒内部前的状态。
图4是第一个实施例中所用的点火电路图。
图5是说明图，示出了本发明点火线圈安装到一发动机上的状态。
图6是一横截面图，示出了可容纳一示意地示出的中央芯部部的副绕线筒内部结构。
图7是一说明图，示出了点火线圈静电浮游容量的发生机构。
图8是一说明图，示出了副绕线筒应力和一软质环氧树脂玻璃转移点之间的关系。
图9是一说明图，示出了副绕线筒和中央芯部部的电位。
图10是现有的单点火式点火线圈的实际安装状态图。
图11中，(a)是点火线圈的原理电路图，(b)是本发明点火线圈制造原理说明图，以及(c)是现有技术点火线圈制造原理说明图。
图12是一局部立体图，示出了第一实施例中的副绕线筒。
图13是一局部立体图，示出了第一实施例中所用主绕线筒和副绕线筒的组装状态。
图14是一说明图，示出了第一实施例中所用点火线圈组件和电路装置之间的位置关系。
图15是一局部立体图，示出了第一实施例的副绕线筒插到主绕线筒中的状态。
图16中，(a)是第一实施例的主绕线筒的仰视图，(b)是副绕线筒的仰视图，(c)是沿(a)中线C-C的截面图，以及(d)是主绕线筒和副绕线筒的组装状态仰视图。
图17是第一实施例所用的一线圈外壳的截面图。
图18是点火线圈制造过程的说明图。
图19是点火线圈制造实例的说明图。
图20是一说明图，示出了一卷线机回转轴和主、副绕线筒之间的安装实例。
图21是一说明图，示出了在副绕线筒插入过程中回转轴从一卷线机的马达上取下的状态。
图22是一主要部分截面图，示出了本发明第二个实施例的点火线圈(沿图23中线D-D截面图)。
图23是从图22点火线圈上面的视图，以及表示电路外壳内部在树脂充填之前状态的视图。
图24是局部立体图，示出了第二实施例中所用的副绕线筒。
图25是局部立体图，示出了第二实施例中主绕线筒和和副绕线筒的组装状态。
图26是第二实施例所用的点火电路图。
图27是一说明图，示出了第二实施例的点火线圈的实际安装状态。
图28是一说明图，示出了第二实施例所用的防噪电容器的安装状态。
图29是一说明图，示出了第二实施例所用的防噪电容器安装状态。
实施本发明的最佳方式以下将参见附图对本发明的实施例进行说明。
首先参见图1至21，以下将对点火线圈的第一个实施例(所谓的副绕线筒设置在主绕线筒内的铅笔式线圈)进行说明。
图1是点火线圈21的纵向截面和其一部分的E部放大横截面图，图2是沿图1中线A-A’的截面图。图3是从图1的点火线圈上面所看到视图，通过在树脂(硅胶)充填之前的状态来表示一电路外壳9的内部。
在一细长圆筒形线圈外壳(一外壳)6内部，从中心部(一内侧)向一外侧依次设置了中央芯部部1、副绕线筒2、副线圈3、主绕线筒4和一第一线圈5。而且，在中央芯部部1和副绕线筒2之间的间隔中的副绕线筒充填了所谓的软质环氧树脂(一种软性环氧树脂)，并且在副线圈3和主绕线筒4之间的间隔和主线圈5和线圈外壳6之间的间隔中都充填有环氧树脂8。
为什么中央芯部部1和副绕线筒2之间的绝缘树脂由软质环氧树脂构成的原因是除了插孔式和单点火式线圈(铅笔式线圈)要暴露于恶劣环境(热强度为-40℃-130℃)之外，如上文所述的中央芯部部1的热膨胀系数(13×10-6毫米/℃)和环氧树脂热膨胀系数(40×10-6毫米/℃)之间的差值较大。当采用一种普通的绝缘环氧树脂(环氧树脂成份比软质环氧树脂17硬)的情况下，令人忧虑的是发由于上述热冲击而在环氧树脂中产生裂纹并且发生绝缘体破损。换言之，为了解决上述抗热冲击问题，可采用作为吸收热冲击的超级弹性体并具有绝缘性能的软质环氧树脂17。
例如，此软质环氧树脂17的成分是环氧树脂和一脂肪族聚胺的混合材料(环氧树脂重量百分比为100％，脂肪族聚胺重量百分比为100％，其重量比为1∶1)，其注入过程如下。
根据一个例子，在中央芯部部1已插入副绕线筒2之后，这些部件都位于一真空腔中，然后对该腔室抽真空(例如4托)，在此真空状态下将软质环氧树脂17以液态注入并充填在副绕线筒2和中央芯部1之间，随后，在大气压中、120℃条件下，将它们加热1.5-2小时并硬化。
由于上述工艺，在加热和硬化过程中，由于软质环氧树脂17是在真空状态注入的，并且在加热和硬化过程中它们是置于大气压中的，所以副绕线筒2和中央芯部部1之间的软质环氧树脂17由于大气压和真空压力之间的压差而形成挤压成型的(压缩成形)。
由于软质环氧树脂17是挤压成型的，所以树脂所含的空隙体积被浓缩到1/200，而可以获得更好的无空隙性能。在放电端子之间的绝缘层为1.0毫米时，并非用于产生电荷的空隙尺寸小于0.5毫米，绝缘层越薄，就必需使并非用于产生上述电荷的空隙尺寸越小，所以挤压成型是有效的。
图6是通过使副绕线筒2断开而表示的视图，其中在上述线圈部件之中以及纵向贯穿其一内部充填有上述软质环氧树脂17(在图6中，中央芯部1和第二绕线筒2之间的结构是夸大表示的以使图中的特征部分更清楚)。
如图6所示，由于软质环氧树脂17是充填在副绕线筒2中的，具体地说，所充填的树脂从中央芯部部1和副绕线筒2之间一直延伸到副绕线筒2的上端开口，在利用上述大气压和真空压力之间的压力差的情况下，可进行挤压成型，一陶钵形(半球形)弯曲面凹坑17’(例如，深度为3-5毫米)留在软质环氧树脂表面上，该表面位于副绕线筒2的上端开口位置上。此凹坑17’是通过使副绕线筒2的开口端中央部凹陷而形成的，通过根据表面张力而使其周围部分保持完整无缺状态可形成为陶钵形。
仅对副绕线筒2而言，由于其中软质环氧树脂17是单独充填的，所以凹坑17’形成在副绕线筒2开口侧的树脂17表面上。由于软质环氧树脂17的凹陷部分17’，集中到中央芯部部1轴向上的挤压力可发生作用，由叠层钢片构成的中央芯部部1所引产生的磁性振动等可有效地受到限制，从而可更有效地提高抗震性能。然而，当凹坑17’象本来一样留下来时，当点火电路外壳9(参见图1)设置在线圈外壳的上部(线圈部分的上部)，在中央芯部部1和点火电路外南9中的金属底座37之间留下一间隙，而将产生以下不合适的问题。
当中央芯部部1绝缘时，如图9所示的，可以认为中央芯部部1具有一中间电位(例如，当副线圈的发生电压约为30kv时，中央芯部部的中间电位为15kv)。另一方面，由于位于中央芯部部1上部的金属座37是接地的，所以当中央芯部部1和金属座37处存在间隙时，会使电场集中，从而发生绝缘破损。
在此实施例中，由于由上述软质环氧树脂17挤压成型所产生的凹陷部(间隙)被绝缘性能优于软质环氧树脂的环氧树脂8埋住，上述电场集中会大幅缓和，从而可保证中央芯部部1和金属座37之间的绝缘性能。
具体地，由于形成在绝缘树脂17上表面的凹坑17’呈现为半球形，当环氧树脂(成型树脂)8所埋住凹坑17’处就没有角落，甚至成型树脂8充填在此凹坑17’中时亦如此，孔隙也难以留住，因而在软质环氧树脂17和注入在上述部件之间的凹陷边界表面处可获得良好的粘结性能。在此环氧树脂8和软质环氧树脂17之间的边界面(半球形凹坑17’表面)具有良好的粘结性能，因为两者都是环氧系的。
顺便来说，在此实施例中所采用的软质环氧树脂17的绝缘性能(破损电压)可以随温度而改变(当温度上升时，绝缘性能下降)，然而，是10-16kv/毫米，并且环氧树脂8为16-20kv/毫米。
软质环氧树脂17具有玻璃相变点Tg，可满足一种状态[(在从-40℃至软质环氧树脂17的玻璃相变点Tg时)副绕线筒2的可允许应力σ0＞副绕线筒的发生应力σ]。因此，作为一个软质环氧树脂17的例子，玻璃相变点例如可以是-25℃，这与图8所示的Tg1对应。
如参见图8所说明的，当软质环氧树脂17的玻璃相变点是Tg1时，副绕线筒2置于温度从130℃至-40℃的环境中，并且在操作停止之后随着温度在130℃至Tg范围内下降而收缩，因为副绕线筒2的收缩可由软质环氧树脂17接纳，在副绕线筒2中基本上没有应力。当温度范围从Tg1至-40℃，软质环氧树脂17变化到玻璃状态，并且由于副绕线筒2的收缩受阻，在副绕线筒2中产生热应力。然而，副绕线筒2的可允许应力σ0大于发生应力σ1(σ1＜σ0)，所以副绕线筒2不会损坏。
在此实施例中，副绕线筒2是一种热塑性树脂，在常温范围(20℃-150℃)中成型时，其线性热膨胀系数在可流动方向和横向上为10-45×10-6，在大于-25℃玻璃相变点时此软质环氧树脂17的杨氏弹性模数小于1×108(帕)。在这些条件下，重复130℃至-40℃的温度变化，并且观察副绕线筒2，在副绕线筒2上没有发生破坏，并且可以肯定可保持牢固性。换言之，在上述条件下，可以肯定可允许应力σ0大于发生应力σ1。
接着，以以下方式充填环氧树脂8。
如图1所示，在具有连接到线圈外壳6的连接器的电路外壳9中，其底部9E与线圈外壳6上部连通并且从上述电路外壳9内部来看，连接器在副线圈3和线圈外壳6的主绕线筒4之间以及主线圈5和线圈外壳6之间延伸，真空地注入环氧树脂8，并且在大气压力下加热和硬化树脂。
在副线圈3和主绕线筒4之间以及主线圈5和线圈外壳6之间的绝缘性能可由环氧树脂8保证。所述的环氧树脂17是一种软质树脂(挠性)材料，充填在上述树脂上的环氧树脂比软质环氧树脂17硬。
在环氧树脂8中，为了提高抗热应力(-40℃和130℃的重复应力)以及提高高温下的抗高压特性，该材料可由硅粉和熔融玻璃粉末以总体为50％-70％的比例混合，并且在硬化之后，玻璃相变点为120℃-140℃，常温范围(20℃)—玻璃相变点的线性热膨胀系数在18-30×10-6范围中，并且进一步与主绕线筒4和副绕线筒2类似的，线性热膨胀系数与线圈部金属之间的差尽可能小。在小于0.3毫米的环氧树脂8中，由于热变形而产生的裂纹，从机械强度的角度来看，必须采用厚度大于0.4毫米的环氧树脂8。而且，为了保持具有30kv的耐电压性能，必须需要0.9毫米的厚度，并且在此实施例中，副线圈3和主绕线筒4之间的绝缘环氧树脂8的层厚为0.9-1.05毫米。
而且，就充填在主线圈5和线圈外壳6之间的环氧树脂8而言，由于不需要耐电压性能并且允许有裂纹产生，所以小于0.4毫米的层厚是允许的，在此实施例中层厚为0.15-0.25毫米。
如上所述的，软质环氧树脂17的凹坑17’被环氧树脂8埋住。
副绕线筒2设置在中央芯部部1和副线圈3之间，并且还起到隔绝产生在副线圈3中的高压作用。用于副绕线筒2的材料由热塑性树脂制成，该材料由聚苯撑硫(PPS)和改性聚苯撑氧(改性PPO)等构成。
受到小尺寸结构的点火线圈(小直径结构)的限制，为了获得中央芯部部1的较大占据面积或为了获得输出增加，必须选择能够成型成具有薄厚度绕线筒材料的树脂。PPS具有以下特性，即在成型过程中，热塑性合成树脂之中具有良好的流动性，甚至无机粉末的混合量大于50％的重量百分比，流动性不会受损并且可获得薄厚度结构。当采用PPS作为副绕线筒2的材料时，为了使其线性热膨胀系数与线圈金属部分的差值尽可能接近，由玻璃纤维和滑石等组成的无机粉末混合重量百分比为50-70％(在此说明书中，PPS可称为高填充PPS)，并且在常温范围(20℃)-150℃中线性膨胀系数在成型过程中、包括流动方向和横向，为10-45×10-6。
就副绕线筒2的厚度而言，当采用具有上述成份的PPS时，由于杨氏弹性模量是改性PPO的两倍，为了满足机械强度，厚度可少于1/2的改性PPO，因此，可获得绕线筒的薄厚度结构。
在副线圈3和中央芯部部1之间的绝缘层由软质环氧树脂17和副绕线筒2构成，此绝缘层的厚度由以下考虑而确定。
由于软质环氧树脂17与绕线筒材料相比具有低绝缘性能，所以树脂厚度可制得尽可能薄，并希望增加具有高绝缘性能的副绕线筒2的厚度。为了吸收作用于中央芯部部1的线性膨胀系数的差值，而且为了大量生产的绕线筒材料和中央芯部部的量分散减小，以及为了保证无空隙真空注入式操作顺利进行，必需在最小处形成树脂厚度0.1毫米。例如，树脂厚度制成为0.1-0.15±0.05(毫米)。
另一方面，就副绕线筒2的厚度而言，当绕线筒材料是PPS时，从成型性能和机械强度(在该机械强度时不会产生对抗热应力(热变形)的裂纹)方面来说，必须使厚度大于0.5毫米。而且，从绝缘性能方面来说，用于副绕线筒2的必要厚度如下所述。
如图9所示，例如当副线圈3的发生电压为30kv时(高压侧电压)，由于中央芯部部1未接地，所以中间电压被认为是30/2＝15kv。从中央芯部部1向副线圈3的低压侧来看，电位差为-15kv，从中央芯部部1向副线圈3的高压侧来看，电位差为+15kv。因此，可以认为，需要使副绕线筒的耐压约为15kv。另一方面，当采用PPS作为绕线筒材料时，绝缘性能为20kv/毫米，为了耐受上述的15kv电压，厚度要大于0.75毫米。
副绕线筒2的耐压根据副线圈3的输出是多样的，在此实施例中，当副线圈3的输出电压在25-40kv范围中时，在满足耐压要求的范围中[副线圈的输出电压/2]时，厚度范围为0.5-1.5毫米。
而且，高填充性PPS的杨氏模量是改性PPO的两倍。因此，在采用改性PPO代替上述高填充性能PPS作为副绕线筒2的材料时，为了满足机械强度的要求，必需使厚度大于高填充性PPS的两倍以上，并且必需大于1.0毫米。改性PPO的绝缘性能为16-20kv/毫米。
换言之，从机械强度来看，当采用高填充性PPS作为副绕线筒2的材料时，与改性PPO相比厚度为1/2。
而且，就副绕线筒2的厚度而言，是不均匀的。绕线筒结构构成为副绕线筒2具有底部，并且通过使副绕线筒的低压侧开口，可形成绝缘树脂的注入侧。而且，如图6所示，在副绕线筒2中，在内径部分为倾斜的，这一倾斜在内径上是不同的，向副线圈低压侧是大的，并且向副线圈的高压侧变小。副线圈在其低压侧的厚度是薄的，副绕线筒厚度向着其高压侧是厚的。
图6在图中具有夸大部分以便理解上述副绕线筒2厚度的倾斜。尺寸是当副绕线筒的外径为10-12毫米时，副绕线筒在软质环氧树脂注入侧(副线圈的低压侧)厚度为0.75±0.1(毫米)，树脂注入侧的相对侧(副线圈的高压侧)为0.9±0.1(毫米).
副绕线筒2的厚度说明如上，这样点火线圈具有以下特点。
即，就充填在副绕线筒2和中央芯部部1之间的软质环氧树脂17的间隙而言，如上所述的，根据保证副绕线筒2的厚度的要求希望最可能制得薄，所以最大间隙为0.1-0.15±0.05(毫米)。此间隙假定为副绕线筒和软质环氧树脂注入侧相对侧的中央芯部部之间的间隙11，在上述副绕线筒厚度倾斜的情况下，在副绕线筒和在软质环氧树脂注入侧的中央芯部部之间的间隙12为0.2-0.4(毫米)。因此，通过使注入宽度扩大，可顺利地注入树脂，而且甚至通过使注入宽度扩大，中央芯部部1和副绕线筒2之间的间隙可逐渐变窄，因此软质环氧树脂17的薄层结构可尽可能薄。
而且，如图5所示，由于副线圈高压侧直接连接到气缸盖100的火花塞22上，就点火线圈的线圈部分(由线圈外壳6构成的部分，该线圈容纳在线圈外壳、中央芯部部等中)可方便地直接接受由发动机燃烧所产生的热作用(如上所述，线圈外壳6的外表面温度。在恶劣的工作状态下，在直接连接到火花塞22的部分，外表面温度为140℃，靠近副线圈的高压侧的外表面温度为130℃，靠近副线圈低压侧外表面温度为110℃，因为它存在于气缸盖的外侧，副线圈的低压侧和高压侧的距离为80-150毫米，点火电路外壳上方为100℃)。
因此，完全可以预期，在副绕线筒2中，高压侧温度状况比低压侧高，点火性能降低(例如，在采用PPS作为形成副绕线筒2的材料时，耐电压(损坏电压)在常温(20℃)时为20kv/毫米，在100℃时为18kv/毫米，在120℃时为17kv/毫米，而且热应力变大。然而在此实施例中，由于副线圈的低压侧的副绕线筒厚度制得薄，并且副线圈厚度制成为副线圈的高压侧厚，由于厚度增加部分，副线圈高压侧的绝缘性能和耐热应力可加强，因此，可以解决上述发动机燃烧的热作用。
绕在副绕线筒2上的副线圈3采用一直径为0.03-0.1毫米的漆包线绕了5000-20000圈。以下将参见图1-图3以及图11-21在下文中详细地说明副绕线筒2和主绕线筒4的结构以及绕线筒的组装(一线圈组装)情况。
绕有副线圈3的副绕线筒2的外径比主绕线筒4的内径小，副绕线筒2和副线圈3都位于主绕线筒4的一内侧。
与副绕线筒2类似的，主绕线筒4采用诸如PPS、改性PPO和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)等的热塑性合成树脂成型，并且主线圈5绕在主绕线筒4上。在如上所述的采用PPS的情况下，可以成型薄厚度，主绕线筒厚度为0.5-1.5毫米。而且，由玻璃纤维和滑石构成的无机粉末混合重量比大于50-70％，并且线性热膨胀系数与金属线圈的差尽可能小。
主线圈5在几层上绕有100-300圈，其中一层采用直径为0.3-1.0毫米的漆包线绕几十圈。另外，虽然为清楚起见，从图1中所看的E部放大截面中主线圈5示意地示出了一层，然而主线圈5由上述的许多层构成。
线圈外壳6由一树脂混合物制成，例如，采用诸如PPS、改性PPO、PBT等的热塑性树脂成型，或者采用其中约20％的改性PPO混合到PPS中以作为一混合助剂的树脂混合物制成(混合方式为海—岛结构，海结构为PPS，岛结构为改性PPO)。
如上所述，混合有作为混合助剂的PPS的改性PPO对环氧树脂8具有良好的粘结性能，并且具有很好的耐电压性能，以及具有很好的防水性能和耐热性能(PPS耐热性能很好，然而PPS对环氧树脂的粘性较差，为了补偿上述缺陷，通过与改性PPO混合可使其对环氧树脂具有良好的粘性，而改善粘结性能)。线圈外壳6厚度为0.5-0.8毫米。
而且，对于形成绕圈外壳6的热塑性树脂而言，与绕线筒材料类似，为了使线性热膨胀系数差尽可能小，由玻璃纤维和滑石组成的无机粉末可适当混合。具有位于线圈外壳(所谓的点火控制装置外壳或点火器外壳)上方的连接器98的电路外壳与线圈外壳6分开成型，并且由PBT或类似线圈外壳6的材料制成。
环氧树脂8注入副线圈3和主绕线筒4之间，并且还注入主线圈5和线圈外壳6之间，因此可保证绝缘性能。
在环氧树脂8中，为了改善耐热应力(-40℃和130℃的重复应力)以及在高温下的耐高压特性，材料可由硅粉和熔融玻璃粉末以总的50-70％混合而成，并且在硬化之后，玻璃相变点为120℃-140℃，常温范围(20℃)-玻璃相变点的线性热膨胀系数在18-30×10-6范围中，与主绕线筒4和副绕线筒2类似，使得线性热膨胀系数与金属线圈部分的差尽可能小。当厚度小于0.3毫米的环氧树脂8中，由于因热变形所产生的裂纹，所以从机械强度方面来看，必需采用厚度大于0.4毫米的环氧树脂。而且，为了保持30kv的耐压性能，必需采用0.9毫米的厚度，在此实施例中，副线圈3和主绕线筒4之间的绝缘环氧树脂8的层厚为0.9-1.05(毫米)。
而且，由于在主线圈5和线圈外壳6之间充填的环氧树脂8不要求耐电压性能以及允许有裂纹产生，所以树脂层厚度小于0.4毫米，在此实施例中树脂层的厚度为0.15-0.25毫米。
电路外壳9可容纳用于点火控制的驱动电路(一点火电路)单元40，并且该电路外壳与连接器部分(连接器罩壳)9B制成为一体的。下文中对电路外壳9和连接器端子等进行描述。
为了增加中央芯部部1的截面面积，例如图2所示的，其宽度设定为几段并且厚度为0.3-0.5毫米的多层硅钢片或多个晶粒取向的磁钢片制成为一压制叠层结构，并且此中央芯部部1插入副绕线筒2的内径部分。
安装在线圈外壳6外表面上的侧芯7与中央芯部部1一起构成磁性通道并且采用厚度为0.3-0.5毫米的薄硅钢层片或晶粒取向磁钢层绕成一管状。为了防止一匝磁力线短路，至少在侧芯7圆周部分轴向上具有至少一个凹口部分。在此实施例中，在侧芯7中，通过使多层硅钢片(在本实施例中为两层)重叠，可减少涡流电流损失，并且可使输入提高。然而，也可以采用一层硅钢层或两层以上的硅钢片构成，并且可根据与插孔等的材料(铝、铁等)相符而适当设定层数。
与本实施例铅笔式线圈的线圈部分有关的是，例如，线圈外壳6的外径为22-24毫米，中央芯部部1的面积为50-80毫米2，线圈部分的长度(绕线筒长度)为86-100毫米，副绕线筒的外径为10-20毫米，主绕线筒的外径为16-18毫米。根据上述说明，可确定上述线圈部分构成部件的层厚等。而且，在此实施例中，主绕线筒4和线圈外壳6的厚度差为0.15毫米，而构成树脂注入侧薄侧以及构成与树脂注入侧相对的厚侧。
在副绕线筒2的外周上，设置了许多在轴向具有预定间隔的凸缘2B以便副线圈2的分隔绕线。
在副绕线筒2的上部，与副绕线筒2一体成形有一绕线筒头部2A。绕线筒头部2A从主绕线筒4上端伸出。
图12是一放大立体图，示出了在副线圈3绕在副绕线筒2上之后绕线筒头部2A附近的情况；图13是一放大立体图，示出了当图12所示副绕线筒2插入主绕线筒4时绕线筒头部2附近的情况。而且，在图1中，绕线筒头部2A以部分截面示出，其中非截面部分示出了绕线筒头部的外侧面一部分。
此实施例的绕线筒头部2A形成为一长方体箱体，并在在绕线筒头部2A的外侧面上插有一用于在点火线圈制造过程中与一锁销件64配合并且设置在一绕线机的回转轴62上(参见图20)的配合部2D。该锁销件可起到绕线筒定位件的作用，并且位于回转轴的一侧。
在此实施例中配合部2D具有一伸出的带条，该带条伸过绕线筒的轴向，在回转轴62一侧的锁销件64可具有两个位于一连接件63一个端面上的、在轴62轴向平行的销64，在这些销64之间配合有伸出的带条配合部分2D。
在绕线筒头部2A的内部，如图1所示的，软质环氧树脂17充填在磁铁16的上部开口部分。而且，与副绕线筒2的侧部无关，在绕线筒头部2A的外侧面上，设置了用于主线圈和副线圈的线圈端子18和主线圈19。
因此，主线圈和副线圈的端子18与图11(b)所示的合用端子①和③。即，上述线圈端子起的功能是线圈端子(对应于图11(a)电路中的③端子)用于连出副线圈3的一端3a以连接电源以及线圈端子(此端子对应于图11(a)电路中的端子①)用于连出主线圈5的一端5a而连接电源。
另一方面，主线圈端子19对应于图11(a)和图11(b)所示的电路端子②，并且通过连出主线圈5的另一端5b而连接到点火电路单元的功率晶体管39(点火线圈驱动件)的集电极上。
如图12和13所示，主、副线圈合用端子18由一带状金属板制成，并且藉由一安装腿部18c而在压力下固定到一凹穴20上，该凹穴设置在副绕线筒头部2A的一外侧面上。端子的一端18’形成为L形的上升部，并且如图1和14所示的，此上升部18’通过焊接方式连接到一用于电源输入的连接器线圈31的一端31b上。而且，图14是一斜视放大图，示出了从点火线圈上卸去线圈外壳6和点火电路外壳9时，绕在主绕线圈筒4上的主线圈4和绕在副绕线筒2上的副线圈3的绕线筒组合(主、副线圈组件)和与设置在副绕线筒头部2A上的点火电路单元40(被称为点火)之间的结合关系。在图14中，点火电路40和拉出端子32、34和36实际上都容纳在具有如图3所示的连接器9B的电路外壳9中，并且连接器端子31、33和35的其它部分都埋在电路外壳9(树脂外壳)中。
主、副线圈合用端子18由一单个金属连接件构成，并且如图12和13所示，通过从副线圈3的一端3a拉出的一绕线部18a和通过从主线圈5一端5a拉出的绕线部18b可制成为一体。在线圈一端3a和5a由绕线部18a和18b绕成之后，将它们焊在一起。副绕线筒2的上边2B’上设有一凹口2C，并且可将副线圈一端3a引到端子金属接头18上，类似的在主绕线筒4上端边4A具有一凹口4B，并且可将主线圈一端5a引到端子金属接头18上。
主线圈端子19由一带状金属片制成并且在压力作用下固定到一设置在与上述具有凹穴20相对的那侧外表面上的一凹穴(图中未示)中。端子的一端19’形成为L形的上升部，一水平延伸的臂部19″伸向主、副线圈合用端子18，一末端部19’与接近位置上的端子18的末端部18’平行地对齐。如图14所示的此主线圈端子19通过焊接连接到点火单元40的拉出端子(引出端)32上。拉出端子32如图1、3所示地藉由一线接头42而与点火电路单元40的电源晶体管39的集电极侧导电地连接。
如图14所示的，除了上述的连接器端子31之外，连接器端子(连接器销)中还设有连接器33和35。
以下，说明连接器端子31、33和35和用于点火控制的驱动电路之间的关系。
图4是一电器配线图，示出了安装在点火线圈21、主线圈5和副线圈3的电路外壳9上点火电路41。
藉由设置在副绕线筒2和连接器端子31上的主、副线圈合用端子18，主线圈5的一端5a和副线圈3的一端3a都连接到直流电源的正极上。主、副线圈合用端子18对应于图11(a)所示的点火线圈原理图中所示的主、副线圈合用端子①和③。
藉由设置在副绕线筒上的主线圈端子19和设置在点火电路单元40上的前端子32，主线圈5的另一端5b连接到复合连接的电源晶体管39上。主线圈端子19对应于上述主线圈端子②。
副线圈3的另一端3b藉由一高压二极管10连接到火花塞22上。高压二极管10所起的作用是防止当副线圈3所产生的高压通过图1所示的一片弹簧件11、高压端子12、弹簧件13输送到火花塞22上而发生过早点火。
在图中未示出的发动机控制模式中所产生的点火控制信号藉由连接器端子33和设置在点火电路单元40上的前端子34而输入到电源晶体管39的底部。根据此点火控制信号，对电源晶体管进行“开”和“关”控制，并且根据在主线圈5的断开过程中，点火高压被引到副线圈3上，所以主线圈5是载流控制的。
电源晶体管39的第二级晶体管的发射极连接到前端子39上并且接地，该前端子设置在点火电路单元40和连接器端子35上。
如上所述的，在图3和14所示的，主、副线圈合用端子18的一端18’和连接器端子31的一端31b藉由焊接方式连接，主线圈端子19的一端19’和点火电路单元侧的前端子32的一端藉由焊接方式连接。而且，连接器端子33的一端和点火单元侧的前端子34一端藉由焊接方式连接在一起，并且连接器35的一端和前端子36的一端藉由焊接方式连接在一起。
而且，如图4所示的，一标号71表示了一防噪电容器，以防止由于点火线圈控制所产生的噪音，并且设置在电源供应线路和地面之间，在此实施例中，此电容器设置在外壳外部，该外壳可容纳点火电路单元。例如，防噪电容器71设置在发动机室的电线(一发动机线束)接地点处。
设置在点火信号输入端子34和电源晶体管39底部之间的电阻72以及设置在电阻72和地面之间的电容器73构成了一防电涌电路。一晶体管74、一电阻76和一齐纳二极管75构成点火控制系统的限流电路。标号77表示主电压限制二级管，78表示在回流应用过程中构成一保护电路的二极管。
如图1、3和14所示，在点火电路单元40侧的前端子32、34和36都固定在一合成树脂端子柱38上，该端子柱粘到一铝材基底37上，该基座被压成型为箱形。而且，在上述端子18和31、端子19和32中、端子33和34中中以及端子35和36中，由于这些接点其本身都平行地向相同方向设置，因此可方便地进行焊接操作。
在点火电路单元40中，一差动IC电路41含有上述电阻72、电容器73、晶体管74、齐纳二极管75、电阻76、齐纳二极管77和二极管78。此电路单元和电源晶体管39设置金属基座37中，并且在金属基座37中充填有硅胶。
用于容纳点火电路单元40的电路外壳(点火外壳)9与容纳上述连接器端子31、33和35的连接器罩壳9B形成一体。
如图1和3，在电路外壳9中，用于容纳点火电路单元40的一部分包括一外壳侧壁9A，而且如图3所示的点火电路单元40是藉由一定位突出件9D在一由侧壁9A围成空间的地板面9E(在地板面)上引导而定位。地板面9E的中心部向线圈外壳6的开口面打开。
电路外壳9单独形成在线圈6上，并且以配合和粘结方式结合到线圈外壳6的上端。在此组合状态下，如图3所示的，设置在线圈外壳6的上部周边上设置的伸出件6A与电路外壳9的凹陷槽9F以一锁销状态配合。
在上述的结合条件下，容纳于电路外壳9中的点火电路装置40的金属座37恰设置在副绕线筒2的头部2A的上方。电路外壳9的连接件端子31的一端31’和引线端子32的一端分别设置成与设置在副绕线筒头部2A侧的主、副线圈合用端子18和电路外壳9中的主线圈端子19的各端重叠，因此可很容易地对重叠的端子进行焊接。而且，在点火电路装置40设定的情况下，点火电路装置40侧的拉出端子34和36当然设置成分别与各相应的连接件端子33和35对齐。
而且，电路外壳9在侧壁9A的周围部分形成一凸缘9C，该凸缘9C的一部分上设有一螺孔25，点火线圈21被安装到发动机罩上。电路外壳9的内部被一绝缘环氧树脂43盖住。
下面将参照图15和图16来说明副绕线筒2和主绕线筒4的底部侧的结构。
图15是一外壳中的底部的立体图，在该部分副绕线筒2和副线圈3插入主绕线筒4。图16是主绕线筒4和副绕线筒2的仰视图以及主绕线筒和副绕线筒装配于一起状态的底部视图。
如图15和图16所示，副绕线筒2通过封闭底部而形成具有一底部的圆筒形，在底部的外表面设置用于安装高电压二极管10的突出件24。如图1所示，在副线圈3的一端3b，通过高电压二极管10和片簧件11连接于高电压端子12。
主绕线筒4的底部开口，当副绕线筒2插入主绕线筒4时，高电压二极管10从主绕线筒4的底部开口4’突出。而且，通过插入主绕线筒4底部处的开口4’，相对的一对副绕线筒接纳部4D设置成向下突出底部凸缘(底部一端面)4C。
副绕线筒接纳部4D通过凸缘2B(最下端凸缘)接纳副绕线筒2，接纳部4D的一相对边形成一直线，其余边的轮廓形成圆弧形。从该相对边的中央部分朝一径向方向设有一凹部(槽部51)。由于该凹部与设置在副绕线筒2底部侧外周边处的凸部52形成凹凸接合，因而副绕线筒2与主绕线筒4之间可获得相对的卡掣。
而且，在主绕线筒4的底部凸缘4C处设有一对下突件53，如图15所示，由于该下突件53与设置在线圈外壳6的内周边的一部分上的、用于使主绕线筒接纳件6A定位的槽6B接合，因而可获得线圈外壳6与主绕线筒4之间的相对卡掣。
如图16(b)所示，副绕线筒2的底部2基本呈圆形，它在左、右侧具有切割面2G而形成稍许平面。如图16(d)所示，该切割面2G嵌入副绕线筒接纳件4D的相对边(直线)，并定位于主绕线筒4的底部开口4’。而且，在切割面2G的一个位置处，设置上述的凸部52。
在形成于副绕线筒接纳件4D上的凹部51处，如图16(c)所示，在上端形成一锥形51’，通过使凹部51的宽度变宽，即使在插入副绕线筒2过程中凸部52略微偏离凹部51，副绕线筒也可由锥形51’引导而很容易地插入。
而且，由于设置在主绕线筒4底部侧边上的副绕线筒接纳件4D通过插入底部开口4’而相对设置，并且向下突出主绕线筒底部，因而没有副绕线筒接纳件4D的一侧面空间4”可固定于主绕线筒4底部。如图16(d)的箭头标记P所示，通过侧面空间4”，在封装绝缘树脂过程中，在主绕线筒4与副绕线筒2(副线圈3)之间以及线圈外壳6与主绕线筒(主线圈5)之间可以获得良好的树脂流通性能，在将绝缘树脂封装入主绕线筒4底部过程中产生的气泡可被排出。
在副绕线筒2的底部，设置有呈层压层形的磁体15和泡沫橡胶45，上面插入中央芯部。由于该磁体15和设置在副绕线铜头部2A上的磁体16在磁通路(中央芯部1和侧芯部7)中产生相对方向磁力线，因而点火线圈可以在低于芯部磁化曲线的饱和点的情况下工作。
泡沫橡胶45可吸收中央芯部1和副绕线筒2因在点火线圈21的绝缘树脂8的封装过程中和使用中伴随的温度变化所造成的热膨胀的差异。
在线圈外壳6的下端，用于插入火花塞22(参见图5)的圆筒形壁6’形成围绕弹簧件13。该圆筒形壁6’与线圈外壳6形成一体，一用于绝缘并安装火花塞22的垫(例如绝缘垫14)安装于该圆筒形壁6’。
图5表示具有上述结构的点火线圈21安装在发动机火花塞孔23B上的状态。
在点火线圈21中，线圈部分穿过盖罩(覆盖气缸盖的罩)24，并通过一火花塞管23A插入到火花塞孔23B。橡胶垫14粘附于火花塞22的周围部分，火花塞22的一部分引导至线圈外壳6的一端圆筒形壁6’，并推压弹簧件13，结果，点火线圈21直接连接于火花塞孔23B中的火花塞22。在点火线圈21中，树脂在线圈外壳6上的螺孔25(参见图1)和一设置在发动机罩24上的螺孔26被螺钉件27固定于一起，设置在线圈外壳6上部上的一密封橡胶28被装配到设置在发动机盖罩24的点火线圈插入孔的周边上的一环形凹部29上，因此点火线圈被固定。
如图1所示，在密封橡胶28的内表面上设置一纵向槽92。该纵向槽92具有这样的功能，在安装密封橡胶28和点火线圈21的过程中，可使密封橡胶28的凸缘(在发动机罩侧插入凹部29的部分)中带有的空气排出，从而使密封橡胶28的安装工作较容易实现，而且还具有连通到大气而保持大气压条件的功能。提供后一种功能的原因在于，如果不设置纵向槽92，因发动机的热量而提供高温状态的发动机盖罩24的内部接纳水而迅速冷却，从而引起负压状态，结果，即使设置密封塞28，储存在密封橡胶28周围部分的水也会因负压力而被吸入，因此，该功能不会引起这种负压现象。槽92的进气口设置在离发动机罩一定距离的较高位置，不致让发动机罩上的储水(汽车溅起并进入的水，诸如马路上的水)流入。
在该实施例中，发动机盖100(气缸盖)的盖罩24由塑料(例如6尼龙、66尼龙)制成，在该盖罩安装有单点火点火线圈的情况下，线圈部分插入火花塞孔23B和火花塞管23A。结果，点火线圈的重心W位于一个相对于盖罩24较低的部分，在这种情况下，重心传递到点火线圈火花塞管23A的内部中(在铅笔式线圈的线圈部分的长度为85-100毫米的情况下，重心W位于距离线圈部分上端50-70毫米的一个较低位置)。而且，在铅笔式线圈中，具有连接件(例如螺钉固定件27)的、比较轻的外壳9固定于塑料盖罩24的外表面，在该固定部分与火花塞孔之间的火花塞结合位置，可获得轴向的两点支承结构。因此，可降低整个点火线圈的振动，点火线圈传递到塑料盖罩24的振动可受限制，可以实现较轻的结构(薄结构)以及塑料盖罩的简化，因而可以实现单点火点火线圈的安装。
下面参照图18和图19来说明上述构造的点火线圈21的一种制造过程。
如图18所示，首先，将副线圈卷绕于副绕线筒2，副线圈的线圈一端3a连接于主和副线圈合用端子18。这种连接通过焊接将线圈一端3a卷绕于端子18来实现。而且，副线圈3的另一端3b在高电压侧(这里是高电压二极管10)连接于副线圈端子。而后，进行导通性测试。
绕有副线圈3的副绕线筒2插入并固定于主绕线筒4，在该状态(主和副绕线筒重叠状态)下，主线圈5围绕主绕线筒4卷绕，主线圈的一端5a连接于主和副线圈合用端子18，主线圈的另一端连接于主线圈端子19。这些连接通过绕线和焊接来实现。在这种情况下，由于主和副线圈合用端子18和主线圈端子19以及副绕线筒头部2A设置在副绕线筒2侧，因而端子18和19设置在主绕线筒4一端的外侧，主线圈5的两端5a和5b很容易地引导至端子18和19，之后可以进行卷绕工作和焊接工作。而后，对主线圈进行导通性测试。
接着，为将片簧件11(参见图19)连接于高电压二极管10，在将弹簧件与高电压二极管10的引线端子结合后，将泡沫橡胶45、磁体15、中央芯部1和磁体16插入主绕线筒2，然后将软的环氧树脂17封装并硬化于副绕线筒2中。
这里，用于副线圈3的绕线工序和主线圈5的绕线工序的绕线机在图中被省略，然而基本上是将绕线筒设置于转轴上，并通过转动绕线筒来卷绕漆包线，可以考虑各种不同的实施例作为其应用实例。
其中之一是，在一台式绕线机上，设置一主线圈用漆包线卷筒和一副线圈用漆包线卷筒，设置一手动机构，从这些卷筒上分别拉出漆包线，并在转轴附近进行卷绕所必须的往复和回旋操作，因此，仅用一个台式绕线机便可实现主线圈和副线圈的绕线。在这种情况下，对于该实施例中所使用的副绕线筒结构，可实现绕线机中转轴的共享。
图20表示上述绕线机的转动机构。该转动机构大致分为转轴62和电动机61。转轴62通过一接头(连接件)63可拆卸地与电动机61的一输出轴62’结合(参见图21)，该接头形成轴62的一部分，并且采用转轴62与输出一起转动的连接结构。转轴62通过从一端到中间位置形成一槽65而形成开尾销形。在插入副绕线筒2之前的状态，转轴62的开尾销部分的至少62A部分相对于副绕线筒2的内径放大，并在端部进一步提供一用于引导副绕线筒的锥形62B。而且，在转轴62的一部分(这里是接头63的一个端面)处，提供两个用于定位和卡掣绕线筒的销，它们与设置在副绕线筒头部2A上的接合部2D相接合，副绕线筒头部2A的接合部2D接合于销64之间。
在使用上述共享绕线机构的情况下，如图20(a)、(b)所示，利用轴上的锥形62B将副绕线筒2推压到绕线机的转轴62上，轴62的开尾销部分62A朝开尾销直径变小的方向弹性变形，将副绕线筒2插入并固定于转轴62。在此时，开尾销部分62A因开尾销部分本身的弹性复原力而压迫绕线筒2的内表面，并且由于设置在副绕线筒头部2A上的接合部2D接合于转轴的卡掣销64之间，结果副绕线筒2的两端均牢固地固定于转轴62上。
因此，在通过使转轴形成悬臂结构而进行副线圈卷绕过程中，使副绕线筒2与转轴62一起高速转动，由于副绕线筒2上不发生滑动和旋转摆动，因而可以对要求有高精度精绕的副线圈3进行绕线。
在进行副线圈3的卷绕和朝副线圈端部的线圈端子18的卷绕(包括焊接)后，如图20(c)所示，离开副绕线筒2在转轴62上的安装，在副绕线筒4的外侧，将主绕线筒4插设通过绕线筒的卡掣件52和51(图15和图16所示)，用一绕线筒支承工具(图中未示出)可转动地支承主绕线筒4的一端(设置副绕线筒的高电压二极管10的一侧)，通过使主绕线筒4和副绕线筒2一起转动，将主线圈5卷绕于主绕线筒4上。
除了上述的绕线方法，副线圈绕线机和主线圈绕线机可分开设置，如图21所示，仅可拆卸地形成有用于卷绕的转轴62，因此，可以共享主绕线机和副绕线机。
在这种情况下，首先，将转轴62类似于图20(a)地插入绕线机(这里是副绕线机的电动机)，在一类似图20(b)的固定实施例中，将副绕线筒2插入并通过头部2A固定于转轴62，使转轴62和副绕线筒2一起转动，这样便将副线圈3卷绕于副绕线筒2上。
而后，离开副绕线筒2的安装，从副绕线机(参见图21)上取下转轴62，将转轴62安装到主绕线机，并以类似于上述图20(c)的方式在副绕线筒2的外侧将主绕线筒4插入绕线筒的卡掣件51和52，使主绕线筒4和副绕线筒2一起转动，从而将主线圈5卷绕于主绕线筒4上。
将通过图18所示的上述一系列工序所制成的线圈组件体与高电压二极管端子12、片簧件11、点火电路装置40一起插入由线圈外壳6和电路外壳9构成的组件体，如图19所示。这里，如上所述，主和副线圈合用端子18和连接件端子31、位于点火电路装置侧的主线圈端子19和引线端子32、位于点火电路装置侧的连接件端子33和引线端子34、以及连接件端子35和引线端子36分别通过凸焊方法连接。
在将上述线圈组件体插入线圈外壳6之前，先嵌入并接合电路外壳9和线圈外壳6，在插入线圈组件体之后，再用压力将侧芯部7和橡胶垫14插入线圈外壳6，并进行环氧树脂8的封装和硬化。
该实施例的主要操作和效果如下。
(1)由于软的树脂17被顺畅地注入中央芯部1和副绕线筒2之间特别狭窄的间隙，因而可实现制造产品质量的提高，并可提高中央芯部1和副绕线筒2之间抗发动机恶劣温度环境中重复热应力的耐热震动能力。
(2)由于点火线圈的线圈部分的副线圈高电压侧直接连接于气缸盖的火花塞22，因而副线圈高电压侧尤其会受到发动机燃烧的热影响。结果，在没有考虑这一因素的情况下，副绕线筒2的副线圈高电压侧具有高于副线圈低电压侧的温度条件，这就是绝缘性能降低和热应力变大的原因。按照本发明，由于副绕线筒在附线圈低电压侧的厚度制得较薄，并朝着副线圈高电压侧其厚度制得较厚，利用厚度增大部分，可提高在副线圈高电压侧的绝缘性能和耐热压力能力，并且它能解决上述发动机燃烧热影响的问题。
(3)由于使用PPS作为绕线筒材料，诸如副绕线筒2等，因而与使用改性PPO的那些绕线筒的模塑相比，可将厚度制得较薄，而且可以实现软性环氧树脂17的薄层结构。因此，可以充分增大另一绝缘材料(副线圈与主线圈之间的环氧树脂8)的厚度，并可提高线圈模具的绝缘性能和耐热震动性能。具体地说，由于上述副绕线筒2以及中央芯部1与副绕线筒2之间的绝缘树脂层的厚度还有改进的空间，因而不可以仅仅改变装置本体的外径规格以及主线圈5和副线圈3的内、外径规格，因此，影响较大。
(4)由于软性环氧树脂17的玻璃相变点Tg除树脂17的耐热震动性能外还由副绕线筒2的允许应力决定，因而可以满足重要部件(中央芯部1与副线圈3之间的绝缘层)的耐热震动性能和耐应力性能的要求，这是设置在主线内的副线的线圈部分的绝缘性能所需要的。
(5)由于软性树脂17、副绕线筒2、主绕线筒4和环氧树脂8的厚度是在合理的根据下设定的，因而尺寸可调的线圈中央芯部所占的面积得以扩大，结果，可以实现输出的改善。
(6)通过对注入线圈构成部件的间隙中的软性环氧树脂17进行压力模塑，可实现无空隙，并可提高铅笔式线圈的绝缘性能的可靠性。
(7)由于中央芯部1的构件以及副绕线筒2的磁体15和16等被因软性环氧树脂17的压力模塑造成的凹部17’限制成同心，因而可提高中央芯部等的抗震性能。具体地说，在该实施例中，甚至绝缘树脂17也是软材料，由于因凹部17’的上推力通过中央芯部作用于弹性部件45上，中央芯部1通过因凹部17’的同心上推力和因弹性部件45的反作用力而被牢固地固定，结果，可提高抵抗因中央芯部造成的磁震动和因发动机所造成的震动的抗震性能。而且，由于凹部17’埋设于环氧树脂8，因而电路外壳9与中央芯部1之间的间隙被消除，因此可防止电路基座37和中央芯部1之间的绝缘毁坏。
(8)由于单点火点火线圈可以毫无障碍地安装于塑料发动机盖罩，因而可以获得较轻的发动机结构。
(9)而且，在该实施例的铅笔式线圈中，在-40℃/1小时和130℃/1小时之间的反复热应力测试下，可确认有大于300次循环的良好耐久性能。
对于软性环氧树脂17，可以采用诸如硅橡胶和硅胶等之类的绝缘软材料树脂来代替它。
按照该实施例，除上述的以外，还可实现以下的效果。
(10)对于要求精绕的副线圈3，在上面卷绕副线圈的副绕线筒2的外侧对线圈进行预绕，通过确保绕线筒的卡掣件在一起而嵌入主绕线筒4，并使主绕线筒4与副绕线筒2一起转动而将主线圈5卷绕于主绕线筒4。按照这种方式，由于主线圈5与副线圈3相比不需要精绕，卷绕较为容易，没有障碍。因此，可以在主绕线酮和副绕线筒装配好(重叠)的条件下进行绕线工作。
(11)由于可以在上述的绕线筒装配条件下进行绕线工作，因而可实现主和副绕线机的共享，或实现主和副绕线机的转轴的共享，或实现主和副绕线机的转轴的类型的统一(转轴的相容性)。
(12)而且，由于主和副线圈合用端子18(①③)设置在副绕线筒2上，因而无须通过现有技术中所揭示的一跨接线M(参见图11(c))连接主端子(①)和副端子(③)，因此可省去跨接线M的连接工序。而且，按照在绕线筒装配条件下进行主线圈绕线的授予人所指出的，主线圈可直接连接于设置在副绕线筒2的主和副线圈合用端子18，而无须暂时地将主线圈5安装于主绕线筒4和主线圈端子19。而且，图11(c)表示按照现有技术的设置在主线外侧的副线的装配工序，其中主线圈在内侧，副线圈在外侧。
(13)由于插入主绕线筒4的副绕线筒2的头部2A从主绕线筒4突出，因而即使在上述主和副线圈合用端子18和主线圈端子19设置于副绕线筒2的情况下，也可获得充分的安装空间。
(14)在电路外壳9通过嵌入方式和接合方式结合到线圈外壳6上端的情况下，电路外壳的连接件端子31的一端31’和引线端子32的一端分别设置成在电路外壳9中分别与设置在副绕线筒头部2A侧的主和副线圈合用端子18和主线圈端子19的各端重叠，因此，可以很容易地对这些彼此重叠的端子进行焊接工作。而且，由于电路装置40通过定位件9D准确地定位，因而可以精确地对连接件端子33和电路装置侧的引线端子34与连接件34和电路装置侧的引线端子36之间进行定位。因此，在将端子彼此连接的过程中，不会发生位置偏离，可提高工作性能和质量。
(15)由于在主绕线筒4的底部处确保了没有副绕线筒接纳件2D的侧面空间4”，在封装绝缘树脂8的过程中，在主绕线筒4和副绕线筒2(副线圈3)的内、外周面之间的间隙中以及外壳6和主绕线筒4(主线圈5)的内、外周面之间的间隙中可获得良好的树脂流动性，并使主绕线筒4的底部的封装绝缘树脂具有良好的气泡排出性，因此可提高点火线圈的绝缘性能。
下面将参照图22到图29来说明本发明的第二实施例。
图22是该第二实施例的点火线圈的局部剖视图(图23的D-D’线剖视图)。在该图中，与第一实施例中相同的标号表示相同或通用的部件。图18是从图17的点火线圈的上表面观察的视图，它表示电路外壳的内部充注树脂之前的状态。而且，图22的F-F’线剖视图被省略，因为它与图2类似。
在该实施例中，将描述其区别于第一实施例的主要不同点。
在该实施例中，在电路外壳9的内部安装有一防噪用电容器71(这里称作防噪电容器71)。因此，除已经描述过的连接件端子的金属零件(电源连接用连接件端子、点火信号输入用连接件端子33、点火电路接地用连接件端子35)外，还加有一防噪电容器71的单独接地连接件(电容器接地用端子)72的金属零件，它容纳于一连接件外壳9B中。防噪电容器71连接于该连接件端子72与电源连接用(+电源)连接件端子31。
在电路外壳9中，由于容纳点火电路装置40用的空间要宽于第一实施例，因而防噪电容器71安装于该容纳空间中。连接件端子31-35和连接件端子72的中间部分埋设于外壳9树脂中，防噪电容器71的安装部分靠近该埋设位置而设置在外壳9的底面上。
而且，在电源连接用连接件端子31的中间部分和电容器接地端子72的一端处，一部分金属零件弯折而竖直立起(包括基本竖直)，该弯折部分(立起部分)31c和72’从外壳9底面突出，它们设置在防噪电容器71的两侧。防噪电容器71的两根引线分别连接于弯折部分31c和72’。在该实施例中，电容器71的引线73被卷绕于端子弯折部分31c和72’，并进行焊接(参见图28)。
这里，引线73的一端(卷绕部分)73’在连接于端子31和72之前被预先制成环形，该环73’从上部嵌入端子弯折部分31c和72’。图23中所示的标号9K表示一设置在外壳9底面(内底)9E上的突起件，该突起件相邻于端子弯折部分31c和72’而设置，并形成从底面9K竖直突起。而且，端子弯折部分31c和72’咬入该突起件9K，从而进行模塑。并且，突起件9K的高度低于端子弯折部分31c的高度，因此，在上述环形引线的一端73’嵌入端子弯折部分31c和72’的上端并下拉的情况下，由于引线的一端73’在中间位置碰到突起件9K的上端，因此可防止其进一步下落。利用上述的方式，引线73和防噪用电容器71的高度方向的定位被确定。
此外，标号9J表示一突起件，它可对防噪用电容器71进行侧向定位，两个突起件形成从电路外壳9的底面9E突出。而且，如图29所示，在端子弯折部分31c和72’中形成有槽80，将电容器71的引线72夹于槽70中而对其进行焊接。按照这些引线连接方式，可以很容易地进行焊接工作中的引线固定，因此可提高工作性能。
由于通过上述方式设置防噪电容器71，因而电路外壳9中的点火电路41形成图26所示的结构。
如上所述，由于防噪电容器71安装在电路外壳9的内部，因而与现有技术相比可以预见有以下的操作和效果。
(1)按照现有技术的方法，防噪电容器71是单独地安装于点火线圈(铅笔式线圈)21，但安装在发动机室的电气配线中的电源接地点，按照该安装方法，由于点火线圈的噪声传递到位于点火线圈与电容器71之间的电气配线，因而噪声会泄漏到点火线圈外面。与此相反，按本发明的情况，从点火线圈噪声源到电容器71的距离制得极短，而且防噪电容器71安装在电路外壳9的内部，因此，可防止点火噪声泄漏到点火线圈21的外面，从而可改善防噪性能。
(2)在现有技术的方法中，由于防噪电容器71设置在发动机室的电气配线上，电容器71是安装成裸露状态，因而会有受进入发动机室的水分和盐分腐蚀的危险。因此，电容器71必须由树脂覆盖，这会使成本较高。与此相反，按照本发明的情况，由于电路外壳9中的绝缘树脂43的密封可用作对电容器71的树脂密封，无须对现有技术中所示的、与电路外壳9分离的电容器进行树脂密封，因此，可以降低电容器71的成本。
(3)在现有技术的方法中，由于防噪电容器71设置在发动机室的电气配线上，因而增加了发动机室中电气配线的制造工序。与此相反，按照本发明的情况，由于不需要将防噪电容器71安装于电气配线上的工作，当将点火线圈21安装于发动机室上时，自然也将防噪电容器71进行了安装，因而减轻了汽车装配中在发动机室内的元件安装工作的负担。
而且，按照该实施例，如图24和图25所示，副绕线筒头部2A的形状形成圆柱形，并且与绕线机的卡掣件相接合的接合部2D’由一对平行设置突起板构成。绕线机侧的卡掣件通过将上述这对突起板插入而形成一条状销的实施例(图省略)。
并且，由于点火线圈21中的弹簧件13的大部分进入了线圈外壳6的一端壁6’，因而弹簧件13的一端(上端)与高电压端子12相结合。成为火花塞结合侧的弹簧件13的下端(与高电压端子12相对的一端)至少在与火花塞22结合之前从线圈外壳6的下端突出到外面。结果，线圈外壳6的一端壁6’相对于弹簧件13的长度与第一实施例(图1)的相比制得相对较短。
按照上述实施例，点火线圈21不与线圈外壳一端圆筒形壁6’(在第一实施例的结构中，点火线圈21的大致半上部装于线圈外壳一端圆筒形壁6’，并连接于弹簧件13下端)中的弹簧件13的下端相结合(连接)。点火线圈在圆筒形壁6’的下端开口的一基本相同高度的位置或一下部位置(圆筒形壁6’外侧的位置)与弹簧件13的下端结合。因此，橡胶垫14制得比第一实施例类型的圆筒形壁6’的下端长，以弥补圆筒形壁6’的不足，因而橡胶垫14在圆筒形壁6’的下部位置与火花塞22密封结合。
利用上述结构，如图27所示，火花塞22与点火线圈21的轴线之间存在相对的倾斜θ，由于火花塞22不干涉线圈外壳壁7’，利用橡胶垫14的柔性，点火线圈21和火花塞22可以柔性地密封结合。
按照该实施例，如图27所示，当火花塞22和火花塞孔23B均安装成相对于发动机成θ角而使点火线圈21不与火花塞22的轴线相吻合时，点火线圈被插入火花塞管21和火花塞孔23B，并可与火花塞22结合。具体地说，在火花塞22和火花塞孔23B结合成倾斜θ角的情况下，因汽车部件安装空间的限制，可类似于现有技术地实现铅笔式安装操作。
而且，按照现有技术的这种点火线圈(铅笔式线圈)属于这样的类型，其点火线圈与火花塞的轴线吻合，因此没有考虑点火线圈与火花塞22结合成角度。
而且，橡胶垫14具有以下的防止沿表面放电的功能。也就是说，当点火线圈21固定于火花塞孔23B时，点火线圈21的高电压端子12设置成靠近于火花塞孔23B。然而，由于火花塞孔23B被接地，当在一部分圆筒形壁6’中产生裂缝时，会有高电压端子12与火花塞孔23B之间通过圆筒形壁6’的裂缝发生沿表面放电的危险。但是，当将橡胶垫14安装于圆筒形壁6’时，由于将用于使高电压端子12接触橡胶垫14的距离L基本加到了高电压端子12与火花塞孔23B之间的距离上，通过长时间保持该接触距离L，可防止上述沿表面放电。按照本发明，线圈外壳的下端圆筒形壁6’中，由于从高电压端子12位置到线圈外壳圆筒形壁6’最下端的距离被缩短，在橡胶垫14中，接触线圈外壳圆筒形壁6’外侧的一部分从圆筒形壁6’的最下端延伸到中央芯部1附近，结果，可确保防止上述沿表面放电的距离。也就是说，在橡胶垫14中，在橡胶垫嵌入圆筒形壁6’的部分内面对圆筒形壁6’的一侧被延伸成长于面对圆筒形壁6’内表面的一侧，结果，可确保一个较长的总的防沿表面放电距离。
按照该实施例，如上所述，为了将弹簧件13的下端从线圈外壳6的下端开口拉出，如上述的这种方式，可将线圈外壳6下部的圆筒形壁6’制得较短，但除这种方式，也可将容纳于圆筒形壁6’中的高电压端子12的沿线圈外壳轴向的长度延伸到靠近线圈外壳6的下端开口位置(换句话说，在高电压端子12中，高电压端子12被延伸到下部，使弹簧件13的长度长于从接纳弹簧件13用的部分到线圈外壳6最下端的距离)，弹簧件13的下端可从线圈外壳6的下端开口拉到外面(下侧)。由于通过调节高电压端子12的长度，可调节将弹簧件13拉出线圈外壳6下端开口的量(长度)，因此，通过应付火花塞22的相对倾斜角θ，点火线圈21可以合适地结合于火花塞(通过柔性垫14的结合)。
在该实施例中，如图27所示，在设置在电路外壳9的下表面处的一环形槽90中嵌有一O型圈91，通过可保持密封性能的该O型圈91，可将点火线圈21直接安装在发动机罩24表面上。
凹部95设置在电路外壳9中，通过减小电路外壳9的厚度，基本可防止在树脂模塑过程中的收缩。
利用该实施例，可获得与第一实施例类似的操作和效果。
而且，上述防噪电容器71的配置结构(电路外壳的内侧类型)和橡胶垫14的形状结构适用于主线圈在内、副线圈在外配置结构的点火线圈。
如以上所详细描述的，按照第一到第六项发明，在采用将副线设置在内侧的主线构造方法的单点火点火线圈(所谓铅笔式线圈)中，线圈引导至火花塞孔，由于对装置考虑了副线圈与中央芯部之间绝缘层(副绕线筒的绝缘树脂、软性环氧树脂等)的厚度、副绕线筒的厚度结构、绝缘树脂的玻璃相变点、副绕线筒的应力、以及绝缘树脂对中央芯部的压迫结构，因而可实现耐热震动性能和副线圈与中央芯部之间的电场集中缓和(一种绝缘性能)，还可提高制造方面的质量(可靠性)和工作性能。
按照第七项发明，单点火点火线圈可用于具有塑料盖罩的发动机，并可获得较轻结构的发动机。
权利要求
1.一种用于发动机上的单点火型点火线圈，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，其特征在于在所述副绕线筒和所述中央芯部之间充满绝缘树脂；以及所述副绕线筒的厚度是以这样方式以倾斜形状变化，即使所述副绕线筒的内径在所述绝缘树脂注入侧较大而朝与所述注入侧的相对侧变小。
2.一种用于发动机上的单点火型点火线圈，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，其特征在于在所述的副绕线筒和所述的中央芯部之间充满绝缘树脂；在所述的副绕线筒中，副线圈低压侧是所述绝缘树脂的注入侧；所述副绕线筒以这样方式形成具有所述副绕线筒的内径差的倾斜其中所述副绕线筒的内径在所述副线圈低压侧大而朝副线圈高压侧变小；以及所述副绕线筒形成这样一种线圈架结构，即所述副绕线筒的厚度在所述副线圈低压侧小而朝副线圈高压侧变厚。
3.一种用于发动机上的单点火型点火线圈，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，其特征在于在所述的副绕线筒和中央芯部之间充满绝缘树脂；以及所述绝缘树脂是一种具有满足所述副绕线筒允许应力＞从-40℃到所述绝缘树脂的玻璃相变点所产生的应力这样条件的玻璃相变点Tg的绝缘树脂。
4.一种用于发动机上的单点火型点火线圈，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，其特征在于在所述的副绕线筒和中央芯部之间充满绝缘树脂；以及所述绝缘树脂是一种具有满足所述副绕线筒允许应力＞从-40℃到所述绝缘树脂的玻璃相变点所产生的应力这样条件的玻璃相变点Tg的绝缘树脂并且对所述绝缘树脂进行压注。
5.一种用于发动机上的单点火型点火线圈，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，在线圈盒的上部一具有接线器的电路盒安装在点火线圈的点火装置内以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，其特征在于在所述的副绕线筒和中央芯部之间充满绝缘树脂；在所述副绕线筒的上端开孔处绝缘树脂被压注而在副绕线筒的所述上端开孔上形成凹部；在具有所述接线器的电路盒中，所述电路盒的底部与所述线圈盒的上部连通；在从具有所述接线器的电路盒内部到所述线圈盒的副线圈和主线圈架之间以及在从所述主线圈到所述线圈盒之间充满注塑树脂；以及在所述绝缘树脂上形成的所述凹部被所述的环氧树脂掩盖。
6.如权利要求4或5所述的用在发动机上的点火线圈，其特征在于所述的绝缘树脂是一种热塑树脂，在真空注入后被加热而在大气压力下硬化；以及所述压注可在真空变化到大气压力的一压力差下实现。
7.如权利要求1至6中之一所述的用在发动机上的点火线圈，其特征在于所述的绝缘树脂是一种软性树脂，其玻璃相变点至少低于标准温度(20℃)并在高于玻璃相变点时具有弹性。
8.如权利要求1至7中之一所述的用在发动机上的点火线圈，其特征在于所述的副绕线筒中是一种热塑树脂，它在标准温度(20℃)至150℃的范围进行注塑过程中在其流动方向和横向方向上的热膨胀系数为10-45×10-6；以及这种绝缘树脂是一种软性环氧树脂，它在高于玻璃相变点时的弹性杨氏模量为1×108帕。
9.一种用于发动机上的单点火型点火线圈，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是从线圈盒内侧依次地同轴线安装，在线圈盒的上部一具有接线器的电路盒安装在点火线圈的点火装置内以及所述点火线圈直接连接于发动机各火花塞，其特征在于在所述的副绕线筒和中央芯部之间充满绝缘树脂；在副绕线筒的上端开孔处进行压注，在所述副绕线筒的上端开孔处形成半球形的凹部；在具有所述接线器的电路盒中，所述电路盒的底部与所述线圈盒的上部连通；在从具有所述接线器的电路盒的内部到所述线圈盒的副线圈和主线圈架之间和所述主线圈到所述线圈盒之间延伸充满环氧树脂；以及在所述绝缘树脂上形成的半球形凹部被注塑树脂所掩盖。
10.如权利要求9所述的用在发动机上的点火线圈，其特征在于所述的绝缘树脂是一种具有柔性的树脂，注入到所述绝缘树脂上的所述注塑树脂是一种硬树脂。
11.如权利要求9或10所述的用在发动机上的点火线圈，其特征在于所述的绝缘树脂是一种具有柔性的环氧树脂，在其上所充填的所述的注塑树脂是比所述绝缘树脂硬的环氧树脂。
12.一种具有塑料气缸盖罩的发动机，其特征在于发动机的气缸盖罩设一塑料气缸盖罩；安装在所述气缸盖上的各火花塞直接与分开的用于各火花塞的单点火型点火线圈相连接；所述单点火型点火线圈包括一线圈部分，其中中央芯部、绕在副绕线筒上的副线圈和绕在主线圈架上的主线圈是同轴线地安装在薄窄的圆柱形线圈盒内，以及具有接线器的电路盒，接线器设在所述线圈盒的上部并在内部具有点火电路装置；所述的线圈部分穿出所述塑料气缸盖罩而所述的点火线圈的重心处于离开塑料气缸盖罩的较低位置上；以及具有所述接线器的电路盒固定在塑料气缸盖罩的外表面上。
13.如权利要求12所述的具有塑料气缸盖罩的发动机，其特征在于所述的点火线圈的重心是位于设置在气缸盖上的火花塞孔上或者在与火花塞孔连通的火花塞上。
全文摘要
为了提高抗热冲击性能和改善在副线圈和中央芯部之间的电场集中缓主(一种绝缘性能),为获得在单点火型点火线圈中的小直径结构并改善点火线圈的装配工作,将单点火型点火线圈应用在具有塑料气缸盖罩的发动机上。副线圈3设置在主线圈的内侧,在副绕线筒2和中央芯部1之间充满软性的环氧树脂。在副绕线筒2中,副线圈低电压侧是软性环氧树脂17的注入侧具有内径差的倾斜是这样形成,即副线圈低电压侧大而副线圈高电压侧小。在副绕线筒中,在副线圈低电压侧的厚度薄而在副线圈高电压侧的厚度厚。所述软性环氧树脂17具有经压注的凹部17’并具有满足所述副绕线筒允许应力>从－40℃到所述绝缘树脂的玻璃相变点所产生的应力这样条件的玻璃相变点Tg。副绕线筒是用聚苯撑硫制成,所述的主线圈架设置在副线圈装配体的外侧上并将两者固定进行主线圈卷绕。
文档编号H01F38/12GK1257603SQ98805405
公开日2000年6月21日 申请日期1998年5月22日 优先权日1997年5月23日
发明者岛田淳一, 杉浦登, 安藏洋一, 近藤英一朗, 小林和俊, 小齐隆秀, 植田俊明 申请人:株式会社日立制作所, 株式会社日立汽车工程